Белые карлики. Будущее Вселенной

Радиотелескоп Хьюиша был рассчитан на прием сигналов на частоте 81,5 МГц в полосе шириной в 1 МГц. Для приема радиоволн была спроектирована антенна с фазированной решеткой из 2048 дипольных принимающих элементов. Она представляла собой прямоугольник со сторонами 470 × 45 м, внутри которого были смонтированы 16 одинаковых рядов диполей. Длинная сторона прямоугольника была ориентирована по линии север-юг, короткая — по линии восток-запад. Телескоп позволял сканировать радионебо в широкой зоне с угловыми координатами по склонению от –8° до 44° (то есть ему была доступна почти половина северного небосвода и небольшая часть южного).

Новая установка, «Массив межпланетных мерцаний» (Interplanetary Scintillation Array), была завершена в 1967 г. Ее строила команда из пяти человек, среди которых была и 24-летняя аспирантка Хьюиша Джоселин Белл (она занималась монтажом кабельной сети, соединяющей диполи). В июле 1967 г., после того как телескоп прошел первые испытания, Белл приступила к пробным наблюдениям.

Вскоре судьба преподнесла ей сюрприз. Радиоэлектронная аппаратура телескопа записывала информацию на бумажных лентах четырех перьевых самописцев. 6 августа Джоселин Белл заметила на графиках небольшие спорадические изломы. Их можно было приписать дефектам еще не отлаженных регистраторов, но Джоселин заподозрила, что это какие-то флуктуирующие сигналы, пришедшие из космоса. Ей удалось определить прямое восхождение предполагаемого источника — 19 часов 19 минут (отсюда последующее название CP 1919). Хьюиш посоветовал ей повторить этот эксперимент и записать его на новом высокоскоростном самописце. В октябре этот прибор был установлен. Сначала его использовали для регистрации сигналов знаменитого источника 3С 273, поскольку Хьюиш намеревался проверить некоторые стороны своей теории межпланетных сцинтилляций. Поэтому до Джоселин Белл очередь дошла лишь в ноябре.

Оказалось, что предчувствия ее не обманули. К концу месяца она выяснила, что загадочные зубцы кривых — это пульсации протяженностью примерно 0,3 секунды, разделенные промежутками в 1,337 секунды. Последующие наблюдения показали, что эта периодичность сохраняется с очень высокой точностью — возможное относительное отклонение не превышало одной десятимиллионной!

Хьюиш не сразу поверил в космическую природу зарегистрированных 28 ноября радиоимпульсов. Проявив похвальную осторожность, он предложил поискать для них другие источники — такие как сигналы с искусственных спутников Земли или отражения радиоволн от лунной поверхности. Однако из этого ничего не получилось, и Хьюиш предположил, что источник сигналов находится далеко за пределами Солнечной системы. В этом он окончательно уверился, когда его сотрудники Пол Скотт и Р. А. Коллинз на другом радиотелескопе отловили такие же сигналы с тем же небесным адресом.

Сомнения окончательно рассеялись после того, как Джоселин Белл 21 декабря выявила второй пульсирующий сигнал, а в середине января — еще два, причем они исходили от источников, разнесенных на небесной сфере далеко друг от друга. Теперь уже и самому Хьюишу, и членам его команды стало ясно, что они столкнулись с еще неизвестным космическим феноменом и о нем необходимо сообщить астрономическому сообществу. Спешить с этим тем более было нужно, что к концу года в профессиональной среде уже множились слухи о результатах Кембриджской группы.

8 февраля Энтони Хьюиш и четверо его сотрудников отправили в Nature статью о своем открытии[42]. Написал ее сам Хьюиш, а подпись Джоселин Белл стояла на втором месте. 24 февраля она появилась в печати. Четырьмя днями ранее Хьюиш рассказал о ней на семинаре в Максвелловской аудитории Кавендишской лаборатории. В апреле Nature опубликовал еще одну работу Кембриджской группы с анализом сигналов от остальных трех источников. Следует отметить, что в марте периодическое излучение источника CP 1919 было зарегистрировано на телескопе имени Паркса сразу на пяти различных частотах от 85 до 1410 МГц, и об этом австралийские радиоастрономы сообщили в сентябре.

Термин «пульсар» — по явной аналогии с квазаром — придумал Хьюиш, скорее всего, не позднее марта 1968 г. Так и получилось, что новые радиоисточники оказались обязаны квазарам не только открытием (ведь Хьюиш искал именно квазары!), но и названием.

В первой же статье Хьюиш и его коллеги не просто рассказали о загадочном пульсирующем источнике радиоволн, но и высказали соображения о его природе. Они отметили, что он не принадлежит Солнечной системе, однако наверняка находится внутри нашей Галактики. Авторы также обсудили гипотезу, в соответствии с которой источником сигналов были радиальные вибрации белых карликов или нейтронных звезд. Одним из предположений было, что такие вибрации порождают ударные волны на звездной поверхности и именно эти волны генерируют электромагнитные импульсы. Соавторы весьма осторожно отнеслись к этой гипотезе и подчеркнули, что «для понимания странного нового класса радиоисточников понадобятся новые наблюдения».